2025届高三化学一轮复习-化学反应原理

2025届高三化学过关训练-化学反应原理综合题 1．（2024·湖北武汉·模拟预测）甲硫醇()是重要的有机化工中间体，可用于合成维生素。通过和合成的主要反应为： I． Ⅱ． 回答下列问题： (1)计算反应的 kJ/mol。 (2)℃时，向恒容密闭容器中充入一定量和发生反应，下列事实能说明反应达到平衡状态的是_______(填选项字母)。 A．容器内气体密度不再发生变化 B．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化 C．的体积分数不再发生变化 D．和的物质的量之比不再变化 (3)℃时，向压强为的恒压密闭容器中按物质的量之比为1：2充入和发生反应，达到平衡时，的转化率为80%，的体积分数为5%。 ①计算的选择性为 (的选择性=)。 ②反应I的平衡常数= (是用分压表示的平衡常数，结果保留两位小数)。 (4)在反应压力为0.7Mpa条件下，气体按90mL/min的速率通过催化剂表面发生反应，每分钟反应体系中转化率、选择性随温度的变化如图甲所示，催化机理如图乙所示。 ①370℃时，用分压表示的反应速率为 Mpa/min(结果保留两位有效数字)。 ②当温度高于370℃时，转化率随温度升高而降低的原因可能为 。 ③从电负性的角度描述ⅲ→i中脱水的过程： 。 2．（2024·湖北·模拟预测）环己烯()是一种重要的化学试剂，主要用于有机合成和油类萃取。利用环己烷脱氢制备环己烯的反应原理如下。 直接脱氢：   氧化脱氢：   回答下列问题： (1)已知几种化学键的键能数据如下表所示。 化学键 H-H C-H C-C C=C 键能/(kJ·mol–1) 436 413 348 615 则ΔH1= kJ·mol-1；从热力学角度分析，反应1能自发进行的条件是 (选填“低温”或“高温”)。 (2)科技工作者结合实验与计算机模拟结果，研究环己烷直接脱氢制环己烯的反应历程(如图所示)，其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。 ①的焓变小于零的原因是 。 ②脱氢的速率 (选填“大于”“小于”或“等于”)*脱氢的速率。 ③在恒容密闭容器中充入一定量的环己烷，其初始压强为p kPa，发生直接脱氢反应达到平衡时，环己烷的转化率为x，则反应I的标准平衡常数Kθ= [已知：分压=总压×物质的量分数，对于反应dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g)，Kθ=，其中pθ=100 kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压]。 (3)在压强恒为p kPa的密闭容器中充入不同投料比的环己烷和CO2，在不同温度下达到平衡时，环己烷的转化率如下图所示，则a、b、c的大小关系为 。 3．（23-24高三上·吉林·阶段练习）氨气可作为脱硝剂。回答下列问题： (1)在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3，在一定条件下发生反应：6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g)。 ①该条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是 (填序号)。 a.体系温度不变 b.反应速率5v(NH3)消耗=4v(N2)消耗 c.容器内压强不再随时间而发生变化 d.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化 e.容器内n(NO)：n(NH3)：n(N2)：n(H2O)=6：4：5：6 ②某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间的变化如图所示，图中b点对应的反应速率关系是v正 v逆(填“>”“<”或“”)。 (2)一定温度下，在2 L恒容密闭容器内发生反应2NO2(g)N2O4(g)，n(NO2)随时间的变化如表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO2) /mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005 ①0~2s内，该反应的平均速率v(NO2)= 。 ②根据表中可以看出，随着反应进行，反应速率逐渐减小，其原因是 。 ③该温度下，反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K= 。 (3)对于反应2NO2(g)N2O4(g)，用平衡时各组分压强关系表达的平衡常数。在一定条件下NO2与N2O4的消耗速率与自身压强间存在关系：v消耗(NO2)=k1·p2(NO2)，v消耗(N2O4)=k2·p(N2O4)。其中k1、k2是与反应及温度有关的常数。一定温度下，k1、k2与平衡常数KP的关系是k1= 。（只写计算式，不要求计算结果。） 4．（23-24高三下·四川眉山·期中）已知下列反应：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1，Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ O2(g) ΔH=-266kJ·mol-1，试回答： (1)CO的燃烧热ΔH= 。 (2)在催化剂作用下，一氧化碳可与过氧化钠反应生成固体碳酸钠，该反应的热化学方程式为： 。 (3)甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用做燃料。 已知：CH3OH(1) + O2(g) = CO(g) + 2H2O(g) ΔH1 = -443.64 kJ·mol-1 2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 = -566.0 kJ·mol-1 ①试写出CH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式： ②甲醇作为燃料，优点是燃烧时排放的污染物少，从而不仅能缓解能源紧张和温室效应的问题，还能改善大气质量。试利用①中的热化学方程式计算，完全燃烧16g甲醇，生成二氧化碳和水蒸气时，放出的热量为 ，生成的CO2气体(标准状况下)体积是 ，转移电子 mol (4)根据以下三个热化学方程式：2H2S(g)+3O2(g)= 2SO2 (g) +2H2O (l) ΔH=-Q1kJ·mol-1，2H2S(g)+O2(g)= 2S (s) +2H2O (l) ΔH=-Q2kJ·mol-1，2H2S(g)+O2(g)=2 S (s) +2H2O (g) ΔH=-Q3kJ·mol-1，判断Q1、Q2、Q3的大小关系是 (5)已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH=+1.5kJ·mol-1，某同学根据该反应吸收的热量较小，认为由石墨变为金刚石很容易进行，但此反应却很难发生，需要很高的温度和压强，请你对此分析并阐述原因 5．（23-24高三下·广东东莞·期中）回答下列问题： (1)根据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化情况，计算在一定条件下，氮气与氧气反应生成1mol一氧化氮气体的过程中 (填“吸收”或“放出”)的能量为 kJ。 (2)在5L密闭容器内，800℃时发生反应，n(NO)随时间变化如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 0.20 0.10 0.08 0.07 0.07 0.07 ①0～2s内，用O2表示该反应的反应速率为 mol·L-1·s-1。 ②下列措施能够使该反应的反应速率加快的是 (填字母)。 a.降低温度        b.使用合适的催化剂        c.减小容器容积 (3)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成可循环使用的N2O5。 ①放电时，该电池的负极是 (填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”)。 ②若电路中有2mol电子转移，则理论上石墨Ⅱ处需消耗标准状况下的O2为 L。 在恒容密闭容器中，用H2还原SO2，生成S的反应分两步完成(如图甲所示)，该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图乙所示，请分析并回答如下问题： (4)分析可知X为 (填化学式)。 (5)0~t1时间段的温度为 。 6．（23-24高三下·四川内江·期中）回答下列问题。 I.我国提出争取在2060年实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。工业上有一种方法是利用CO2生产甲醇(CH3OH)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，该反应过程中的能量变化如图所示： (1)该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，若有1molCO2(g)参加反应，则变化的能量是 kJ。 (2)一定条件下，将2molCO2和6molH2在2L恒容密闭容器中发生上述反应，经过2min反应达到了平衡，此时CH3OH浓度为0.8mol/L。 ①2min内用CO2表示该反应的速率为v(CO2)= 。 ②达到平衡时氢气的转化率为 ，平衡时体系内气体压强与开始时的压强之比为 。 (3)一定能说明该反应达到平衡的标志是 。 A．v正(CO2)=3v逆(H2) B．单位时间内3molH-H键断裂，同时形成2molO-H键 C．CO2和CH3OH物质的量浓度的比值不变 D．混合气体的平均摩尔质量不再改变 E.混合气体的密度保持不变 (4)如表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时CO2的转化率，从化学反应速率、化学平衡及生产成本、产量等角度综合分析，在实际生产中有关该反应适宜条件选择的说法正确的是 。 温度/℃ 平衡时的转化率 0.1Mpa 0.5Mpa 1Mpa 5Mpa 10Mpa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A．CO2的转化率与温度成反比，故采用尽可能低的温度 B．该反应在450℃左右、0.1Mpa(常压)下进行较为合适 C．CO2的转化率与压强成正比，故采用尽可能高的压强 Ⅱ.有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl为电解质溶液制造出一种既能提供电能，又能实现氮固定的新型燃料电池，如图所示。 (5)该电池在工作过程中负极附近溶液的pH值 (填“增大”或“减小”) (6)a电极上的电极反应式是 ，当a电极极消耗1mol氮气，则b电极消耗氢气体积(标况下)为 。 7．（23-24高三下·江西·阶段练习）在容积为2.0L的恒温密闭容器中，通入3mol和一定量的，发生反应：，测得某些物质浓度随时间变化如图所示。 (1)在60s末时，容器中n(NO)= mol， 。 (2)下列叙述中能表明该反应达到平衡状态的是___________。 A．容器内混合气体的密度保持不变 B．断裂1molN—H同时断裂1molO—H C．容器内混合气体的压强保持不变 D．平衡时， (3)欲提高生成NO的速率，理论上可以采取的措施为 。 A．加入催化剂       B．降低温度       C．加入 (4)某小组为了探究影响溶液与溶液在酸性条件下反应速率的因素，配制0.2溶液、0.1溶液和0.6溶液。将溶液按下表设计的实验方案混合(混合溶液的体积变化忽略不计)： 实验编号 实验温度/K V[(aq)]/mL V[(aq)]/mL V[(aq)]/mL V()/mL 褪色时间/min 1 298 4.0 2.0 2.0 2.0 7 2 298 5.0 2.0 2.0 a 5 3 303 b 2.0 2.0 1.0 2 ①上述实验中涉及的离子方程式有： i．与溶液的反应： ； ii．过量的与稀硫酸：。 ②实验中a= mL、b= mL。 ③实验2中用表示的反应速率 。 8．（23-24高三下·广东·阶段练习）氢技术产业是未来科技发展的重要方向。去年，世界氢能技术大会在广东召开，广东成立了“仙湖氢能实验室”，推动了氢气产业的发展，打造了“中国氢能产业第一区”。回答下列问题： (1)日前大规模制取氢气的方法之一为该反应的平衡常数(K)和温度(T)的关系如表所示： 700 800 900 1000 1200 K 1.67 1.11 a 0.59 0.38 ①该反应的正反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。 ②时，在容积不变的密闭容器中，将与混合，反应达到平衡状态时的转化率是，计算时该反应的平衡常数a： (写出计算过程)；反应达到平衡状态后，继续向该容器中充入和，平衡 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)，达到新平衡时平衡常数K a(填“>”“<”或“=”)。 ③某温度下，向某恒容密闭容器中充入和，再向该体系中投入适量等量的微米和纳米，平衡时的体积分数增大，实验结果的对比如图所示。 投入，平衡时的体积分数增大的原因是 ，微米和纳米对平衡的影响不同，原因是 。 (2)除氢能应用外，还有许多用途，如合成氨反应：。研究合成氨反应的过程中，分离筛从空气中分离时常混有少量，所以超过时存在副反应：。 ①合成氨工业中常采用循环操作，主要是为了 (填选项字母)。 A．增大化学反应速率            B．降低氨的沸点 C．提高氨气和氢气的利用率      D．提高平衡混合物中氨的含量 ②用分离筛分离空气，将得到的和放入绝热恒容密闭容器中进行合成氨反应，该反应达到平衡状态时温度为，为提高的平衡转化率，继续通入过量的，结果的平衡转化率不升反降，原因是 (已知：反应过程温度未达到与反应的着火点)。 9．（23-24高三下·安徽·阶段练习）、和是氮的重要氧化物。时，在的恒容绝热密闭容器(不发生热交换，体系温度随反应吸热或放热发生变化)中发生反应：反应过程中各气体浓度随时间变化的情况如图所示。 回答下列问题： (1)甲曲线代表 (填或)，当的浓度为时，反应时间为，则时，用气体的浓度变化量表达该反应的平均速率为 。 (2)A、B两点对应时刻，反应速率大小： (填“>”“<”或“=”)。 (3)不能说明该反应达到平衡状态的是___________(填序号)。 A．混合气体的温度不再改变 B． C．容器内气体颜色不再改变 D．容器内气体的密度不再改变 (4)平衡转化率()是指某一可逆化学反应达到化学平衡状态时，转化为目的产物的某种原料的量占该种原料起始量的百分数，如的可逆反应，(A的初始浓度-A的平衡浓度)/A的初始浓度。求该反应的平衡转化率 。 (5)在一定条件下，用与反应生成和可消除污染物。在恒温恒压下模拟该反应：，为提高此反应的速率，下列措施可行的是________(填字母)。 A．充入氦气以增大压强 B．降低温度 C．使用适合催化剂 D．移出 (6)某学习小组设计如下装置，有效降低含氮化合物的排放，同时充分利用化学能。 B电极的电极反应方程式为 。 10．（23-24高三下·浙江·阶段练习）回答下列问题。 (1)恒温下，在体积为1L密闭容器中充入3molCO2(g)和9molH2(g)，发生反应2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)，测得CO2(g)、CH3OCH3(g)的物质的量随时间变化如图所示。 ①a点的正反应速率 (填>、<或=)b点的逆反应速率。 ②反应达到平衡状态时，CH3OCH3(g)的体积分数为 %(保留1位小数)。 ③上述反应体系达到平衡状态的判断依据是 。 A．容器内CO2和H2的物质的量之比不变 B．体系压强不变 C．容器内气体的密度不变 D．容器内气体的平均相对分子质量不变 (2)工业上合成氨气时需使用催化剂降低能耗，我国科学家提出使用M-LiH复合催化剂。相同条件下，不同催化剂的催化效果如图1所示，氨气的产率随时间变化如图2所示。350℃用Cr-LiH作催化剂对应的曲线是 (填“a”、“b”或“c”) (3)已知丙烷氯代的机理为自由基(带有单电子的原子或原子团，如Cl·、·CH3)反应，在链传递的过程中能量变化如图所示。请写出丙烷与氯气进行一氯取代时主要有机产物的结构简式为 。 (4)二甲醚(CH3OCH3)酸性燃料电池工作原理如图所示，A的电极反应式为： 。 11．（23-24高三下·江苏泰州·期中）绿水青山就是金山银山。我们要加快形成绿色发展方式，构建经济与环境协同共进的地球家园。运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染具有重要意义。回答下列问题： (1)利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO和CO，发生反应 已知：部分化学键的键能数据如表(CO以键构成)。 化学键 E/(kJ/mol) a b c ①NO中化学键的键能为 kJ/mol(用含a、b、c、d的代数式表示)。 ②写出既可以加快化学反应速率又有利于提高NO平衡转化率的措施 (一条即可)。 (2)工业上可将和混合转化，发生反应  在容积固定的绝热密闭容器中，能判断该反应已达到化学平衡状态的是___________(填字母)。 A．和的浓度之比保持不变 B．混合气体的颜色保持不变 C．容器中压强不再变化 D．混合气体的密度保持不变 (3)还原是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关反应有： 反应I：   反应II：   反应III：   则反应的 。 (4)利用电解法在碱性或酸性条件下将还原为和的原理如下图所示： 已知：选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表或)如下：    ①写出碱性条件下生成的电极反应式： 。 ②实验测得，碱性条件生成、总的选择性小于酸性条件，原因是 。 ③实验测得，酸性条件生成、总的法拉第效率小于碱性条件，原因是 。 ④碱性条件下反应一段时间，实验测得、的选择性及的法拉第效率如表所示。则的法拉第效率为 。 2% 8% 12.5% 12．（23-24高三下·江西·阶段练习）氢能是最清洁的能源，氢能的开发和利用是新时代的热点之一。回答下列问题： (1)实验测得，1mol燃烧生成水蒸气的能量变化如图： ①水分子的电子式为 。 ②若2mol完全燃烧生成水蒸气，放出的热量为 kJ。 (2)利用氢气还原可实现碳循环，有利于碳中和目标的实现，在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol和3mol，一定条件下发生反应：，测得和的浓度随时间变化如图所示。 ①用氢气表示该反应前3min内的反应速率为 。 ②下列有关该反应的说法正确的是 （填字母）。 A．混合气体的密度不随时间的变化而变化，则说明上述反应达到平衡状态 B．平衡时的转化率为75% C．平衡时混合气体中的体积分数是30% D．平衡时 (3)如图为氢氧燃料电池的实验装置示意图，通入氧气的电极为 （填“正”或“负”）极，溶液中的氢离子移向石墨电极 （填“A”或“B”）极，反应一段时间后，稀硫酸的浓度 （填“增大”“减小”或“不变”）。 13．（23-24高三下·辽宁·期中）化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产、科技及科学研究中具有广泛的应用。 (1)“神舟”系列火箭用偏二甲肼作燃料，作氧化剂，反应后产物无污染。 已知： 反应1：  ； 反应2：  。 写出和反应生成、、的热化学方程式： 。 (2)已知某金属氧化物催化丙烷脱氢过程中，部分反应进程如图，则过程中的焓变为 (列式表示)。 (3)已知，在和下，部分化学键的键能数据如表所示。 化学键 键能 436 391 a 498 414 803 462 193 ①在和下，工业合成氨的反应中每生成就会放出热量，在该条件下，向某容器中加入、及合适的催化剂，充分反应后测得其放出的热量小于，原因可能是 ，表中的 。 ②科学家发现了一种新的气态分子()，在和下，转化为的热化学方程式为 ，由此可知与中更稳定的是 (填化学式)。 ③已知：  。甲烷是一种常用燃料，则表示甲烷的燃烧热的热化学方程式为 。 14．（2024高三下·江苏·竞赛）二氧化碳()的高值化利用是解决全球气候变暖和能源短缺问题的重要举措，低碳烯烃作为基础化工原料，是加氢转化的主要产品之一、 请回答： (1)以合成为例，其合成反应为：   ①已知的燃烧热为；的燃烧热为；的热效应为，则 (请用、、表示) ②该反应在较低温度时能自发进行，可能原因为 。 ③在体积为V L的恒容密闭容器中，以的投料比发生上述反应，不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图所示，a曲线代表的物质为 ，温度下该反应的平衡常数为 。 (2)在铁基催化剂上加氢制低碳烯烃主要包含以下两步反应： 第一步：   第二步：   第二步的机理及可能的副反应如图： 已知：的第一电离能为1330kJ/mol，第一电子亲和能(基态的气态分子得到一个电子形成-1价气态阴离子时所放出的能量)为3665kJ/mol ①下列说法不正确的是 。 A．第一步反应中，在催化剂表面，倾向于通过给出电子的方式进行活化 B．Fe基催化剂的反应活性位点间不宜相距太远，否则不利于碳链的增长 C．Fe基催化剂对C原子吸附能力越强，越有利提高短链烯烃的比例 D．该过程中可能产生等副产品 ②在其他条件恒定的情况下，适当降低原料气的流速，的转化率将 (填“增大”或“减小”)，原因为 ；产物中将 ，原因为 。(结合反应机理中的步骤来回答) 15．（23-24高三下·福建福州·期中）循环再利用制备甲烷、甲醇等有机燃料，变废为宝历来是化学重要的研究领域。为了减少的排放，可用下列方法把转化成燃料，试回答下列问题： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： (1)某温度下，在固定容积为密闭容器中充入的和的，按反应Ⅰ进行反应，测得和的物质的量随时间变化如图： ①内，用表示的反应速率为 ，该反应达到最大限度时的转化率为 ，此时在平衡混合物中的体积分数为 。 ②下列措施可以提高该化学反应速率的是 (填选项序号)。 A．升高温度    B．容器体积不变，充入 C．增大容器的体积    D．容器体积不变，充入更多的 ③下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是 。 A．反应中与的物质的量之比为 B． C．混合气体的压强不随时间的变化而变化 D．混合气体的密度不再改变 (2)还原电化学法制备甲醇(见反应Ⅱ)的工作原理如下图所示：电池工作过程中通过质子膜向 (填“左”或者“右”)移动，通入的一端发生的电极反应式为 。 16．（2024·安徽·高考真题）乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题： 【乙烷制乙烯】 (1)氧化脱氢反应：                 计算：                   (2)直接脱氢反应为，的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示，则 0(填“>”“<”或“=”)。结合下图。下列条件中，达到平衡时转化率最接近的是 (填标号)。 a．   b．     c． (3)一定温度和压强下、反应i   反应ⅱ  (远大于)(是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数) ①仅发生反应i时。的平衡转化宰为，计算 。 ②同时发生反应i和ⅱ时。与仅发生反应i相比，的平衡产率 (填“增大”“减小”或“不变”)。 【乙烷和乙烯混合气的分离】 (4)通过修饰的Y分子筛的吸附-脱附。可实现和混合气的分离。的 与分子的键电子形成配位键，这种配位键强弱介于范德华力和共价键之间。用该分子筛分离和的优点是 。 (5)常温常压下，将和等体积混合，以一定流速通过某吸附剂。测得两种气体出口浓度(c)与进口浓度()之比随时间变化关系如图所示。下列推断合理的是 (填标号)。 A．前，两种气体均未被吸附 B．p点对应的时刻，出口气体的主要成分是 C．a-b对应的时间段内，吸附的逐渐被替代 17．（2024·福建厦门·模拟预测）随着煤和石油等不可再生能源的日益枯竭，同时在“碳达峰”与“碳中和”可持续发展的目标下，作为清洁能源的天然气受到了广泛的关注。甲烷干重整反应可以将两种温室气体（和）直接转化为合成气（主要成分为和），兼具环境效益和经济效益。 (1)已知：和的燃烧热分别为、和，则甲烷干重整反应的为 。 (2)合成气可以用于生成甲醇，在容积为的恒容密闭容器中加入和，发生反应（未配平），各组分的物质的量随时间的变化如图所示。内 ；时改变的条件不可能是 （填标号）。 A．充入 B．充入 C．通入惰性气体 (3)甲烷干重整过程中可能存在反应： （主反应） 各反应的（为各反应的平衡常数）与温度的关系如图所示。由图可知，为提高主反应的转化率应 （填“升高温度”或“降低温度”），简述判断的理由 。 (4)恒容绝热条件下仅发生主反应时，下列情况能说明该反应达到平衡状态的有 （填标号）。 A．和的转化率相等 B． C．的体积分数保持不变 D．体系的温度不再变化 (5)在、温度为、进料配比的条件下，甲烷干重整过程中甲烷的转化率、的转化率和积碳率随着温度变化的规律如图所示。 ①甲烷干重整的最佳温度为 。 ②在最佳温度、初始压强条件下，向某的恒容密闭容器中加入和，设只发生两个反应。达平衡后，测得容器中的浓度为，的转化率为，则此时反应的压强平衡常数 。（列出计算式，压强平衡常数用各组分的平衡分压代替物质的量浓度进行计算，平衡分压物质的量分数平衡总压强）。 18．（23-24高三上·四川攀枝花·阶段练习）利用CH4与CO2进行催化重整，对温室气体的减排具有重要意义，催化重整时发生的反应：，得到合成气（CO和H2），为化工生产提供了廉价原料，同时，CH4、CO2的资源化利用也是实现“碳达峰”、“碳中和”的有效措施。请结合题意，回答下列问题： (1)已知：         催化重整反应的 。 (2)某温度下，向1 L的密闭容器中充入0.2 mol CH4与0.2 mol CO2，发生催化重整反应，；10 min时达到平衡，测得平衡混合物中CH4（g）的体积分数为12.5%，则CO2的平衡转化率为 ；用H2表示的反应速率为 。 (3)已知：常温下CH3COOH的电离常数。常温下，在三元弱酸H3R的水溶液中H3R、、、的分布分数δ（含R元素微粒占全部含R粒子的物质的量分数）随pH的变化如下图所示，其三级电离常数分别表示为：、、。则：Na2HR溶液显 性（选填“酸”或“碱”或“中”），常温下的数量级为 。 (4)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。用电喷雾电离等方法得到的（、、等）与O3反应可得。与CH4反应能高选择性地生成甲醇。总反应为：；。分别在300K和310K下（其他反应条件相同）进行反应，结果如下图（见下图1）所示。图中300K的曲线是 （填“a”或“b”）。300K、60 s时的转化率为 （列出算式）。 (5)、和在水中达沉淀溶解平衡时的关系图（见上图2）（；可认为离子沉淀完全）。则： 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)(b-2a) (2)CD (3) 62.5％ 1.48 (4) 0.19 温度过高，催化剂会失去活性 ⅲ中的W-O键中O带部分负电，W带部分正电，极性较强易断裂，H-S键中H带部分正电，S带部分负电，H-S键易断裂，之后OH中的O与H结合在一起形成水 【详解】（1）根据盖斯定律，将反应Ⅱ-2×Ⅰ，整理可得的△H=(b-2a)kJ/mol； （2）A．反应混合物都是气体，气体的质量不变；反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变，则无论反应是否达到平衡状态，混合气体的密度始终不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，A不符合题意；B．反应混合物都是气体，气体的质量不变；两个反应反应前后气体的物质的量不变，则混合气体的平均摩尔质量不变，根据混合气体的平均摩尔质量当以g/mol为单位时，数值上等于其平均相对分子质量，故混合气体的平均相对分子质量始终不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，B不符合题意；C．两个反应反应前后气体的物质的量都不变，H2S是反应物，若反应正向进行，则H2S体积分数就会减小；若反应逆向进行，则其体积分数就会增大，故当H2S(g)的体积分数不再发生变化，反应达到平衡状态，C符合题意；D．H2O在两个反应中都会产生，而CH3SCH3(g)只在第二个反应中生成，因此若CH3SCH3(g)和H2O(g)的物质的量之比不再变化，则反应达到了平衡状态，D符合题意；故合理选项是CD； （3）①假设加入CH3OH(g)为1 mol，H2S(g)为2 mol，混合气体总物质的量是3 mol，反应达到平衡时CH3OH(g)的转化率是80%，则反应消耗CH3OH(g)为0.80 mol，未反应的CH3OH(g)为0.20 mol。反应达到平衡时CH3SCH3(g)的体积分数为5％，因此反应产生的CH3SCH3(g)的物质的量为3 mol×5％=0.15 mol，根据反应Ⅱ中物质反应转化关系可知其消耗0.30 mol CH3OH(g)，反应Ⅰ消耗0.50 mol CH3OH(g)，反应Ⅰ产生CH3SH(g)的物质的量是0.50 mol，故CH3SH(g)的选择性为：×100%=62.5%； ②根据①的计算可知反应达到平衡时n(CH3OH)=0.20 mol，n(CH3SH)=0.50 mol，n(CH3SCH3)=0.15 mol，结合两个反应中物质反应转化关系可知平衡时n(H2S)=2 mol-0.5 mol-0.15 mol=1.35 mol，n(H2O)=0.50 mol+2×0.15 mol=0.80 mol，n(总)=3 mol，反应在恒温恒压条件下进行，则反应Ⅰ的压强平衡常数Kp==1.48； （4）①根据甲图可知：在370℃时每分钟CH3OH(g)的选择性为92%，CH3SH(g)的选择性为90%，由于，反应压力为0.7 MPa，假设加入CH3OH(g)的物质的量为1 mol，n(H2S)=2 mol，则每分钟反应产生CH3SH(g)的物质的量为n(CH3SH)=1 mol×92%×90%=0.828 mol，因此用CH3SH(g)的分压表示的反应速率v(CH3SH)==0.19MPa/min； ②当温度高于370℃时，CH3OH(g)的转化率随温度升高而降低的原因可能是温度过高，催化剂会失去活性；反应速率降低，故物质CH3OH(g)的转化率降低； ③根据图示可知：ⅲ中的W-O键中O带部分负电，W带部分正电，极性较强易断裂，H-S键中H带部分正电，S带部分负电，H-S键易断裂，之后OH中的O与H结合在一起形成水，从而形成水。 2．(1) +123 高温 (2) 环己烷吸附在催化剂表面时会释放能量 小于 (3)a>b>c 【详解】（1）；，，，当时反应自发进行，即该反应高温下可自发进行； （2）①环己烷吸附在催化剂表面时会释放能量，使得的焓变小于零； ②脱氢的速率小于*，因为脱氢过程中到TS1这步的活化能很大，活化能越大，反应速率越慢，导致脱氢的速率整体小于*； ③设初始时，充入环己烷的物质的量为amol，可得三段式 总物质的量为(a+ax)mol，总压强为：，、、物质的量分数分别为、、，； （3）一定温度和压强下，在C6H12的量不变的情况下增大CO2的量，平衡向正反应方向移动，环己烷的平衡转化率增大，因此a>b>c。 3．(1) abcd ＞ (2) 随着反应的进行，二氧化氮浓度逐渐减小 1400 (3)2k2Kp 【详解】（1）①化学平衡状态的判断标准有两个：正反应速率与逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变。 a．在绝热体系中，因为反应本身吸热或放热，就会使体系的温度降低或升高，达到化学平衡状态时，体系能量不再变化，体系的温度就不再变化。 所以温度不变，能说明反应达到平衡状态，a项正确； b．该反应达到平衡状态时5v(NH3)正=4v(N2)逆，b项正确； c．该反应是一个反应前后气体体积变大的可逆反应，当反应达到平衡状态时，容器内压强不随时间的变化而变化，所以能判断反应是否达到平衡状态，c项正确； d．容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化说明浓度不再改变，d项正确； e．物质的量之比不能说明正逆反应速率相等或浓度不变，e项错误； 故选abcd； ②图中b点时还能有达到反应平衡，反应仍在继续进行，t2以后才达到反应平衡，b点对应的反应速率关系是v正＞v逆； （2）①0~2s内，该反应的平均速率v(NO2)=； ②反应速率与物质的量浓度成正比，随着反应进行，NO2的物质的量浓度减小，反应速率降低； ③第3s时该反应已经达到平衡状态，达到平衡状态时，，平衡常数K=； （3）当反应平衡时，有，即，又，则k1=2k2Kp。 4．(1)- 283kJ·mol-1 (2)CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s) ΔH=-549kJ·mol-1 (3) 2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1453.28kJ·mol-1 363.32 kJ 11.2L 3 (4)Q1>Q2>Q3 (5)该反应的活化能很高 【详解】（1）2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol，燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出热量，则一氧化碳的燃烧热为△H=-283kJ/mol，故答案为-283kJ/mol； （2）知①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol，②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ O2(g)△H=-266kJ/mol，由盖斯定律：×①+②得CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)△H=×(-566)+(-266)=-549 kJ/mol，故答案为CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)△H=-549 kJ/mol； （3）已知①CH3OH(1) + O2(g) = CO(g) + 2H2O(g) △H1 = －443.64 kJ·mol－1；②2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) △H2 = －566.0 kJ·mol－1。由①②得2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)，所以△H =（－443.64 kJ·mol－1）+（－566.0 kJ·mol－1）=－1453.28kJ·mol－1，所以CH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O（g）的热化学方程式为2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) △H =－1453.28kJ·mol－1 。 ②由CH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O（g）的热化学方程式为2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) △H =－1453.28kJ·mol－1 可知，完全燃烧2mol CH3OH(1) (质量为64g) 放出1453.28kJ的热量，因此，完全燃烧16g甲醇，生成二氧化碳和水蒸气时，放出的热量为363.32kJ ，生成的CO2气体标准状况下体积是11.2L；该反应完全燃烧16g甲醇，即0.5mol甲醇，转移电子数3mol。 （4）①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(1) △H=-Q1kJ/mol，②2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(1) △H=-Q2kJ/mol，③2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g) △H=-Q3kJ/mol，反应②③相比，生成气态水和生成液态水相比，生成液态水放出的热量多，所以Q2＞Q3；反应①②相比，②反应生成单质硫，单质硫转化为二氧化硫时会放出热量，所以Ql＞Q2；综上所述Q1、Q2、Q3三者大小关系为：Ql＞Q2＞Q3，故答案为Ql＞Q2＞Q3。 （5）C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH=+1.5kJ·mol-1，该反应吸收的热量较小，只是意味着断键吸收的能量略大于成键放出的能量，并不代表反应容易进行，由于此反应实际很难发生，需要很高的温度和压强，说明断键需要的能量较高，即反应的活化能较大。 5．(1) 吸收 90 (2) 0.006 bc (3) 石墨Ⅰ 11.2 (4)H2S (5)300℃ 【详解】（1）由图可知，反应生成2molNO过程中断键吸收的能量为946kJ+498kJ=1444kJ：成键释放的能量为2×632kJ=1264kJ，反应是吸热反应，反应生成2molNO时吸收的热量为1444kJ-1264kJ=180 kJ，生成1mol一氧化氮气体的过程中吸收的能量为90kJ； （2）①0～2s内用NO表示的平均反应速率v(NO)==0.012mol•L-1•s-1，速率之比等于化学计量数之比，所以v(O2)=v(NO)= 0.006mol•L-1•s-1； ②a．降低温度，反应速率减慢，故a不选； b．使用合适的催化剂能加快反应速率，故b选； c．减小容器容积使反应物浓度增大，反应速率加快，故c选； 答案为bc； （3）NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，NO2作燃料、O2作氧化剂，所以石墨Ⅰ为负极、石墨Ⅱ为正极，在石墨电极上NO2被氧化生成氧化物N2O5，石墨I电极反应式为O2+2N2O5+4e-=4，电池总反应式为：4NO2+O2=2N2O5； ①放电时，该电池的负极是石墨Ⅰ电极； ②石墨Ⅰ电极上发生反应：O2+2N2O5+4e-=4，每转移4mol电子，反应消耗1molO2，因此若电路中有2mol电子转移，则理论上消耗0.5molO2，石墨Ⅱ处需消耗标准状况下的O2的体积V(O2)=0.5 mol×22.4L•mol-1=11.2 L； （4）在300℃时，H2和SO2在催化剂条件下生成H2S，在100℃到200℃时，H2S与SO2在催化剂生成S和H2O，则物质X为H2S； （5）0～t1时间段H2完全转化为H2S，H2和SO2的浓度降低且H2S的浓度增大，则0～t1时间段的温度为300℃。 6．(1) 放热 445 (2) 0.4mol•L-1•min-1 80% 3∶5 (3)CD (4)B (5)减小 (6) N2+8H++6e-=2NH 67.2L 【详解】（1）根据图示，反应物总能量大于生成物总能量，该反应是一个放热反应，若有1molCO2(g)参加反应，由图知，放出能量是(896-451)kJ= 445kJ。 （2）一定条件下，将2molCO2和6molH2在2L恒容密闭容器中发生上述反应，经过2min反应达到了平衡，此时CH3OH浓度为0.8mol/L，则存在三段式： ①2min内用CO2表示该反应的速率为v(CO2)= mol•L-1•min-1； ②达到平衡时氢气的转化率为=80%，，则平衡时体系内气体压强与开始时的压强之比为3:5。 （3）A．v正(CO2)=3v逆(H2)不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，A不选； B．单位时间内3molH-H键断裂，同时形成2molO-H键不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，B不选； C．CO2和CH3OH物质的量浓度的比值随反应而变，CO2和CH3OH物质的量浓度的比值不变时则已平衡，C选； D．该反应是气体物质的量减小的反应，而气体总质量是定值，反应过程中混合气体的平均摩尔质量增大，当混合气体的平均摩尔质量不再改变时，说明反应达到平衡，D选； E．混合气体的密度始终不变，故密度保持不变，不能说明已平衡，E不选； 故选CD。 （4）A．由表格数据可知，CO2的转化率与温度成反比，降低温度平衡向正反应方向移动，但反应速率减小，不利于提高CO2的产量，故A错误； B．在0.1MPa、450℃时CO2的平衡转化率（97.5%）就已经很高了，若继续增大压强，平衡虽正向移动，但效果并不明显，比其高压设备的高额造价，得不偿失，故B正确； C．由表格数据可知，CO2的转化率与压强成正比，但采用高压，平衡虽正向移动，但效果并不明显，比其高压设备的高额造价，得不偿失，故C错误； 故选B。 （5）该电池在工作过程中N2在正极得到电子生成，电极方程式为：N2+8H++6e-=2，H2在负极失去电子生成H+，电极方程式为：H2-2e-=2H+，负极附近溶液氢离子浓度增大，pH减小。 （6）该电池在工作过程中N2在正极得到电子生成，电极方程式为：N2+8H++6e-=2，H2在负极失去电子生成H+，电极方程式为：H2-2e-=2H+，当a电极极消耗1mol氮气，得到6mol电子，消耗3molH2，标况下的体积为3mol×22.4L/mol=67.2L。 7．(1) 2.4 0.3 (2)BC (3)AC (4) 1.0 5.0 0.004或 【详解】（1）由图像可知在反应中，根据方程式可知：，则。根据方程式系数可知，，则； （2）A.混合气体的总质量不变，容器体积不变，则混合气体的密度始终不变，A错误； B.断裂N—H键表示，断裂O—H键表示，平衡时消耗4mol 同时消耗6mol ，4mol 中含12mol N—H键，6mol 含12mol O—H键，故断裂1mol N—H键同时断裂1mol O—H键，说明反应达到平衡，B正确； C.恒温恒容条件下，容器压强不变，则说明混合气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，C错误； D.始终为4∶6，不能判断反应是否平衡，D错误； 故选BC； （3）A.加入催化剂，可以加快NO的生成速率，A错误； B.降低温度化学反应速率减慢，B错误； C.恒温恒容条件下，加入，增大反应物浓度，生成NO的速率加快，C错误； 故选AC； （4）①在酸性条件下氧化生成和，根据得失电子守恒和电荷守恒，可得离子方程式为； ②根据表格中数据可知，1、2组数据是探究亚硫酸氢钠的浓度对反应速率的影响，则其他因素是相同的，故4.0＋2.0＋2.0＋2.0＝5.0＋2.0＋2.0＋a，解得a＝1.0；2、3组数据是探究温度对反应速率的影响，则5.0＋2.0＋2.0＋1.0＝b＋2.0＋2.0＋1.0，解得b＝5.0； ③实验2中的起始浓度为，反应速率。 8．(1) 放热 1.00 正向移动 = 与反应，促使平衡正向移动，的体积分数增大 微米的表面积比纳米的小，吸收略少，的体积分数较小 (2) C 合成氨反应放热，通入过量，主反应平衡正向移动，反应放热，温度升高，超过时引发副反应，反应放热，温度进一步升高，导致主反应的平衡向逆反应方向移动，转化率降低 【详解】（1）①根据表中数据，温度升高，K逐渐减小，反应逆向进行，故正反应为放热反应； ②将与混合，反应达到平衡状态时的转化率是，则由三段式：，设容器体积为，平衡常数；恒温恒容密闭容器中，反应达到平衡状态后继续加入反应物，反应物浓度增大，平衡正向移动，但平衡常数K不变； ③体系中存在，少量先与反应，促使平衡正向移动，的体积分数增大；微米的表面积比纳米的小，吸收略少，的体积分数较小； （2）①循环利用对反应速率、氨的沸点和平衡时氨的含量无影响，但循环操作可使未转化为氨气的和再次作为反应物发生反应，可提高和的利用率，故C正确； ②合成氨反应放热，通入过量，主反应平衡正向移动，反应放热，温度升高，超过时引发副反应，反应放热，温度进一步升高，导致主反应的平衡向逆反应方向移动，转化率降低。 9．(1) N2O4 (2)> (3)BD (4)60% (5)C (6) 【详解】（1）60s甲浓度减少0.06mol/L，乙浓度增加0.12mol/L，故甲曲线代表NO2；当的浓度为时，反应时间为，浓度变化量为0.02mol/L，由方程式可知的速率为速率的一半，则时，用气体的浓度变化量表达该反应的平均速率为：； （2）随反应进行，反应物浓度逐渐减小，反应物浓度越小，反应速率越慢，A、B两点对应时刻，反应速率大小>； （3）A. 该反应正向吸热，混合气体的温度不再改变时可以判断达到平衡状态，A不符合； B. 时不能判断达到化学平衡状态，B符合； C. 容器内气体颜色不再改变时能判断达到化学平衡状态，C不符合；     D. 容器内气体的密度不再改变一直不变，不能判断达到化学平衡状态，D符合； 故选BD； （4）NO2的起始浓度为0.10mol/L，平衡浓度为0.04mol/L，故转化率为：； （5）A.氦气为惰性气体，充入后不影响反应速率，A错误； B. 降低温度，反应速率下降，B错误； C. 使用合适催化剂增大反应速率，C正确；     D. 移出CO，反应物浓度下降，反应速率下降，D错误； 故选C； （6）该装置为原电池装置，A为负极，B为正极，B电极的电极反应方程式为：。 10．(1) > 17.9% BD (2)b (3)CH3CHClCH3 (4) 【详解】（1）①a点CO2物质的量减少，反应正向进行，a正反应速率>b点的逆反应速率。 ②列出三段式： 反应达到平衡状态时，CH3OCH3(g)的体积分数为%。 ③A．容器内CO2和H2的物质的量之比为定值，容器内CO2和H2的物质的量之比不变，不能判断反应达到平衡，A不选； B．该反应为体积减小的反应，体系压强不变，反应达到平衡，B选； C．反应前后均为气体，总质量和体积不变，容器内气体的密度不变，不能判断达到平衡，C不选； D．该反应为体积减小的反应，容器内气体的平均相对分子质量不变，反应达到平衡，D选； 故选BD。 （2）结合催化效果越好，速率越快，达到平衡所用时间越短，350℃用Cr－LiH作催化剂对应的曲线是b。 （3） 由图可知，断开中C-H键的反应放出的热量大于断开-CH3中C-H键的反应放出的热量，根据ΔH=断开化学键吸收的热量-形成化学键放出的热量，则-CH3中C-H键能比中C-H键能大，故更容易发生取代，丙烷与氯气进行一氯取代时主要有机产物的结构简式为CH3CHClCH3。 （4）燃料电池中，燃料在负极失去电子发生氧化反应，二甲醚(CH3OCH3)酸性燃料电池中A的电极反应式为：。 11．(1) 增大压强或增大CO的投料 (2)BC (3)+131kJ/mol (4) 碱性条件下，有部分转化为，用于生成、的的量减少，使总的选择性减小 酸性条件下，浓度大，发生的副反应程度大，导致不是所有的电子都用于还原，使法拉第效率较小 37.5% 【详解】（1）①根据∆H=反应物的总键能-生成物的总键能，则，解得NO中化学键的键能为kJ/mol； ②该反应是气体体积减小的反应，增大压强或增大CO的投料既可以加快化学反应速率，平衡正向移动，又有利于提高NO平衡转化率； （2）A. 无论反应是否达到平衡，和的浓度之比一直为1:1，故A错误； B. 混合气体的颜色保持不变说明的浓度不再发生变化，该反应已达到化学平衡状态，故B正确； C. 在容积固定的绝热密闭容器中，该反应是放热反应，温度变化导致压强发生改变，当容器中压强不再变化，该反应已达到化学平衡状态，故C正确； D.由质量守恒定律可知，混合气体的总质量不变，已知容积固定，则混合气体的密度一直保持不变，不能说明该反应已达到化学平衡状态，故D错误； 故选BC； （3）根据盖斯定律，总反应=反应Ⅰ-反应Ⅱ-反应Ⅲ，则反应热； （4）①该原理为电解原理，在碱性或酸性条件下，将CO2还原为CH4或C2H4，CO2中的碳元素化合价降低，得电子，为阴极电极反应，碱性条件下CO2生成CH4的电极反应式为：； ②碱性条件下，有部分CO2转化为，变成不易接近阴极、不易参与阴极电极反应的形式，导致参与还原反应生成CH4或C2H4的CO2减少，使总的选择性S(X)减小，故答案为：碱性条件下，有部分转化为，用于生成、的的量减少，使总的选择性减小； ③酸性条件下，电极Ⅲ发生2H2O−4e−=O2↑+4H+，H+通过阳离子交换膜进入右侧阴极区，该电极区域H+浓度大于碱性条件下的阴极区H+浓度，发生2H++2e-=H2↑的反应程度大，即电极Ⅳ有相当一部分电子参与的是生成H2的副反应，因为该副反应发生程度较大，法拉第效率FE较小，故答案为：酸性条件下，H+浓度大，发生2H++2e-=H2↑的副反应程度大，导致不是所有的电子都用于还原CO2，使法拉第效率FE较小； ④由表中数据可知，S(CH4)=2%，可得，则n(生成CH4所用CO2)=n总(CO2)×2%，由CO2+6H2O+8e−=CH4+8OH−，n(生成CH4的电子)=n(生成CH4所用CO2)×8=n总(CO2)×2%×8，由FE(CH4)=12.5%，可列式，，由S(C2H4)=8%，可列式，n(生成C2H4所用CO2)=n总(CO2)×8%，由2CO2+8H2O+12e−＝C2H4+12OH−，n(生成C2H4的电子)=n(生成C2H4所用CO2)×6=n总(CO2)×8%×6，则，故答案为：37.5%。 12．(1) 490 (2) 0.5 BC (3) 正 B 减小 【详解】（1） ①水分子的电子式为；②若2mol氢气完全燃烧生成2mol水蒸气，放出的热量为（930-436-249)×2 kJ =490kJ； （2）①前3min内甲醇的浓度增加0.5mol/L，则氢气的浓度降低1.5mol/L，用氢气表示该反应前3min的反应速率为；②A．反应前后气体总质量不变，容器体积不变，则气体密度是恒量，混合气体的密度不随时间的变化而变化，不能说明上述反应达到平衡状态，故A错误；B．平衡时浓度由1mol/L变为0.25mol/L，转化率为75%，故B正确；C．根据图示，达到平衡时，的浓度为0.75mol/L，则水的浓度为0.75mol/L，氢气的浓度降低2.25mol/L，则氢气的浓度为3mol/L- 2.25mol/L=0.75mol/L，平衡时混合气体中(g)的体积分数是，故C正确；D．反应速率之比等于化学计量数之比，则平衡时，故D错误；则选BC； （3）氧气得电子发生还原反应，通入氧气的电极为正极，则通入氢气的电极为负极，阳离子移向正极，溶液中的氢离子移向石墨电极B极；总反应为2H2+O2=2H2O，有水生成，反应一段时间后，稀硫酸的浓度减小。 13．(1) (2) (3) 合成氨的反应为可逆反应 946 N2 。 【详解】（1）根据盖斯定律，由反应2-2反应1可得目标反应的热化学方程式： =，故答案为： （2）由图中能量变化分析可知，过程中的焓变=，故答案为：； （3）①合成氨的反应为可逆反应，反应不能完全发生，所以放出的热量小于92kJ；根据焓变=反应物的总键能-生成物的总键能，a+3436 - =-92 ，解得a=946，故答案为：合成氨的反应为可逆反应；946； ②每个N4分子中含有6个N-N键，每个N2分子中含有1个N≡N键，由表中数据计算可得：N4(g) 2N2(g) =；由N4(g)转化为N2(g)为放热反应，说明N2能量更低，则N2更稳定，故答案为： ；N2； ③根据燃烧热的定义，得出热化学方程式中甲烷的系数为1，生成的水为液态，根据表格中的数据和 ，可得出 ，故答案为： 。 14．(1) 该反应的、在较低温度时，所以能自发进行 L—3/mol—3 (2) AC 增大 降低原料气的流速，反应物与催化剂的接触时间变长，可以更充分转化，所以转化率增大 增大 步骤Ⅷ的产物可以停留较长时间阻止正向进行，增加步骤Ⅸ的反应机会，造成增大 【详解】（1）①由题意可得如下热化学方程式：①H2(g)+ O2(g)= H2O(l) △H2，②CH2=CH2(g)+3O2(g)= 2H2O(l)+2CO2(g)△H3,③H2O(l)=H2O(g) △H4，由盖斯定律可知，反应①×6-②+③×4可得合成反应，则反应ΔH1=，故答案为：； ②合成反应为熵减的反应，反应在较低温度时能自发进行，说明低温条件下反应ΔH—TΔS＜0，则反应的焓变小于0，故答案为：该反应的、在较低温度时，所以能自发进行； ③合成反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，反应物的物质的量增大、生成物的物质的量减小，由方程式可知，图中曲线a、b、c分别代表二氧化碳、水蒸气、乙烯的物质的量；由图可知，T1温度下反应达到平衡时氢气的物质的量为6mol、水蒸气的物质的量为4mol，由方程式可知，平衡乙烯的物质的量为1mol、起始氢气的物质的量为12mol，由投料比可知，起始和平衡二氧化碳的物质的量分别为4mol和2mol，则反应的平衡常数Kc==L—3/mol—3，故答案为：L—3/mol—3； （2）①A．由方程式可知，第一步反应中碳元素化合价降低被还原，则在催化剂表面，二氧化碳倾向于通过得到电子的方式进行活化，故错误； B．由图可知，铁基催化剂的反应活性位点间不宜相距太远，否则不利于碳碳键的形成，不利于碳链的增长，故正确； C．由图可知，铁基催化剂对碳原子吸附能力越强，越不利于提高短链烯烃的比例，故错误；D．由图可知，该过程中可能产生丙烷等副产品，故正确； 故选AC； ②在其他条件恒定的情况下，适当降低原料气的流速，反应物与催化剂的接触时间变长，二氧化碳可以更充分转化，所以二氧化碳的转化率增大；由图可知，步骤Ⅷ的产物可以停留较长时间阻止正向进行，增加步骤Ⅸ的反应机会，造成增大，故答案为：增大；降低原料气的流速，反应物与催化剂的接触时间变长，可以更充分转化，所以转化率增大；增大；步骤Ⅷ的产物可以停留较长时间阻止正向进行，增加步骤Ⅸ的反应机会，造成增大。 15．(1) 75% 30% AD BC (2) 左 【详解】（1）①0∼2min内，用CH3OH从0增加到0.6mol，； 反应达到最大限度时，甲醇生成0.6mol，此时H2反应了1.8mol，则其的转化率为；根据反应I，列出三段式 所以CH3OH的体积分数为， 故答案为：0.1mol⋅L−1⋅min−1，75%，30% ② A．升高温度，一定会让化学反应速率加快，故A正确； B．容器体积不变，充入He，各气体浓度未变，故B错误； C．增大容器的体积，使各气体浓度降低，反应速率减慢，故C错误； D．容器体积不变，充入更多的H2(g)，增加了反应物浓度，故D正确； 所以答案选择AD ③ A．反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1:1，反应中CO2消耗与CH3OH生成的计量系数之比一直均为1:3，并且二者起始量也是按照方程式中的计量系数加入，任何时刻剩余CO2与生成的CH3OH的量均符合1：1关系，无法判断是否平衡，故A不符合题意； B．v正(H2)=3v逆(CH3OH)，符合反应速率之比即为计量系数之比，故B符合题意； C．因为反应是压强减小的反应，压强是变化量，故C符合题意； D．混合气体的密度不再改变，两边物质均是气体，容器体积和反应前后气体质量均无变化，故D不符合题意； 故答案选BC （2）①通入氢气的一极，H2的化合价从0升高为产物的+1价，失去电子，为负极，则通入CO气体的为电池正极，根据电池中离子移动规律，阳离子移向正极，所以氢离子往左边移动； ②通入CO的一端发生的电极反应得到电子，所以电极反应式为； 答案为：①左，②； 【点睛】化学平衡、化学反应速率的图表题一直是高考关注的热点，在审题时，一般采用“看特点，识图像，想原理，巧整合”四步法 16．(1)-566 (2) > b (3) 增大 (4) 4s空轨道 识别度高，能有效将C2H4和C2H6分离，分离出的产物中杂质少，纯度较高 (5)BC 【详解】（1）将两个反应依次标号为反应①和反应②，反应①-反应②×2可得目标反应，则ΔH3=ΔH1-2ΔH2=(-209.8-178.1×2)kJ/mol=-566kJ/mol。 （2）从图中可知，压强相同的情况下，随着温度升高，C2H6的平衡转化率增大，因此该反应为吸热反应，ΔH4>0。 a．600℃，0.6MPa时，C2H6的平衡转化率约为20%，a错误； b．700℃，0.7MPa时，C2H6的平衡转化率约为50%，最接近40%，b正确； c．700℃，0.8MPa时，C2H6的平衡转化率接近50%，升高温度，该反应的化学平衡正向移动，C2H6转化率增大，因此800℃，0.8MPa时，C2H6的平衡转化率大于50%，c错误； 故答案选b。 （3）①仅发生反应i，设初始时C2H6物质的量为1mol，平衡时C2H6转化率为25%，则剩余的C2H6物质的量为1-0.25=0.75mol，生成C2H40.25mol，生成H20.25mol，容器内气体总物质的量为(0.75+0.25+0.25)=1.25mol，Ka1=。 ②只发生反应i时，随着反应进行，气体总物质的量增大，压强增大促使化学平衡逆向移动，同时发生反应i和反应ii，且从题干可知Ka2远大于Ka1，反应ii为等体积反应，因为反应ii的发生相当于在单独发生反应i的基础上减小了压强，则反应i化学平衡正向移动，C2H4平衡产率增大。 （4）配合物中，金属离子通常提供空轨道，配体提供孤电子对，则Cu+的4s空轨道与C2H4分子的π键电子形成配位键。C2H4能与Cu+形成配合物而吸附在Y分子筛上，C2H6中无孤电子对不能与Cu+形成配合物而无法吸附，通过这种分子筛分离C2H4和C2H6，优点是识别度高，能有效将C2H4和C2H6分离，分离出的产物中杂质少，纯度较高。 （5）A．前30min，等于0，出口浓度c为0，说明两种气体均被吸附，A错误； B．p点时，C2H6对应的约为1.75，出口处C2H6浓度较大，而C2H4对应的较小，出口处C2H4浓度较小，说明此时出口处气体的主要成分为C2H6，B正确； C．a点处C2H6的=1，说明此时C2H6不再吸附在吸附剂上，而a点后C2H6的>1，说明原来吸附在吸附剂上的C2H6也开始脱落，同时从图中可知，a点后一段时间，C2H4的仍为0，说明是吸附的C2H6逐渐被C2H4替代，p点到b点之间，吸附的C2H6仍在被C2H4替代，但是速率相对之前有所减小，同时吸附剂可能因吸附量有限等原因无法一直吸附C2H4，因此p点后C2H4的也逐步增大，直至等于1，此时吸附剂不能再吸附两种物质，C正确； 故答案选BC。 17．(1) (2) 0.04 AC (3) 升高温度 温度升高，反应的平衡常数减小，平衡逆向移动，反应的平衡常数增大，但反应的与温度关系曲线的斜率大于和的，所以升高温度有利于提高主反应的转化率 (4)CD (5) 900 【详解】（1）根据和的燃烧热分别为、和可得： ①， ②， ③；结合盖斯定律，反应①-2×②-2×③可得：，。 （2）根据图示，内。根据图示，前，化学反应达到平衡状态，时氢气减少，产物甲醇增加； A．充入氢气，氢气的物质的量会增加，故A不符； B．充入CO，平衡正移，氢气减少，产物甲醇增加，B正确； C．通入惰性气体，平衡不移动，氢气与甲醇的量不变，C不符； 选AC。 （3）升高温度，反应的平衡常数减小，平衡逆向移动；反应的平衡常数增大，但反应的与温度关系曲线的斜率大于和的，所以升高温度有利于提高主反应的转化率。 （4）A．和的转化率相等，不能说明该反应达到平衡状态，A错误； B．，未说明反应速率表示的方向，不能说明该反应达到平衡状态，B错误； C．随反应进行，的体积分数减小，当保持的体积分数不变，则该反应达到平衡状态，C正确； D．该反应为吸热反应，随反应进行，体系的温度降低，当温度不再变化，则说明该反应达到平衡状态，D正确； 答案选CD。 （5）①根据图像变化，温度升高到900℃后，甲烷和二氧化碳的转化率几乎相等，且积碳率很低，说明几乎只发生甲烷干重整主反应，因此最佳温度为900℃。 ②设反应、反应中二氧化碳的物质的量变化量为，根据三段式分析： ， ， 达平衡后，测得容器中的浓度为，即；的转化率为，即，解得：。平衡时，的物质的量为：，平衡总压强为。则此时反应的压强平衡常数。 18．(1)+247 (2) 60% 0.024 (3) 碱 (4) b 或 (5) 【详解】（1）令为①式，为②式，为③式，由盖斯定律得，=2×③3-①-③，则 （2）某温度下，向1 L的密闭容器中充入0.2 mol CH4与0.2 mol CO2，发生催化重整反应，；10 min时达到平衡，测得平衡混合物中CH4（g）的体积分数为12.5%，由三段式，得，解，则CO2的平衡转化率为，用H2表示的反应速率为 （3）由图得，当pH=2.16时，，，pH=7.21时，，，pH=12.32时，，，Na2HR溶液中，，，，由于，故水解强于电离，溶液显碱性；，数量级为； （4）由于总反应为：；，为放热反应，则温度越高，平衡逆向移动，越大，反应正向进行，则越大，故图中300K的曲线是b；由图知300K、60 s时，，即，利用数学关系式可求出，根据反应可知，生成的M+即为转化的，的转化率为或 （5）右图中a点可知，此时pH=2时，，，，则当。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$